기술 조사 - 항공 RWR과 RESM 시스템

 

(F-15 Eagle 전투기)

 

세계 2차 대전 동안 유럽에서 레이다가 장착된 영국과 독일의 전투기를 대응하기 위해 항공 RWR은 정식으로 등장하게 되었다.

전쟁이 끝난 후 레이다 기술은 계속 발전하였고 1950년 중반 레이다는 지대공 미사일(SAM)과 공대공 미사일(AAM)을 유도할 수 있게 되었다.

이러한 레이다의 발전은 폭격기와 같은 항공기의 자체 보호를 위한 RWR의 개발을 가속화시켰다.

이러한 레이다와 미사일의 개발은 또한 새로운 요구를 불러 일으켰으며 미 해병대의 지원 재밍 임무를 위한 EA-6A “Electric Intruder”를 배치하게 되었으며 미 공군의 Wild Weasel  임무를 위한 F-100과 F-4가 도입되었다.

이러한 형태의 임무는 단순한 “경고” 시스템 이상의 요구를 하였으며 미국은 더 긴 탐지 거리와 레이다 종류의 식별, 그리고 지상 레이다의 위치 식별을 할 수 있는 레이다 ESM(RESM, Radar Electronic Support Measure) 시스템을 개발하기 시작하여 조종사에게 지원 재밍을 활용하게 하거나 대방사 미사일에 정보를 제공하도록 하였다. 

 

레이다 기술이 계속해서 발전하고 레이다가 더 먼 거리에서 탐지와 추적, 그리고 미사일 유도를 시작함에 따라 RWR/RESM 개발자들은 먼 거리를 탐지하는 레이다와 더 복잡한 신호 환경을 처리하기 위해 디지털 수신기로 대응하였다.

아래의 테이블의 내용에서 알 수 있듯이 거의 모든 RWR과 RESM 시스템은 현재 다양한 형태의 디지털 수신기 기술을 적용하고 있다.

여기서 몇몇 시스템에 “all digital” RWR과 RESM으로 표시되어 있는 것은 안테나 바로 뒷 단에서부터 수신 신호를 디지털화한다는 의미이다.

 

RWR 내의 디지털 수신기 기술은 특히 신호처리 알고리즘에서의 소프트웨어에 중점을 두고 있다.

이 소프트웨어의 트렌드는 점점 더 인공지능과 기계학습(AI/ML) 알고리즘을 RWR/RESM 시스템에 도입하는 것으로 흐르고 있으며 이를 통해 인지 레이다(cognitive radar)에 대항하는 성능을 개선시키려 한다.

 

디지털 수신기 기술은 매우 작은 크기와 무게, 전력, 비용(SWAP-C)의 RWR 개발을 가능하게 한다.

기술 추세가 작고 자동 플랫폼의 방향으로 진행되면서 RWR 기술도 이와 같은 추세로 발전할 것이라 기대할 수 있다.

그러나 많은 새로운 요구도들은 다기능 RF 시스템에서 레이다와 통신, FPS, IFF등과 같이 RWR과 RESM이 개별의 시스템이 아닌 하나의 기능으로 통합하는 것을 요구하고 있다.

그러므로 RWR과 RESM 기술이 계속 진화한다 하더라도 개발적인 RWR과 RESM 시스템의 등장은 점점 더 줄어들 수 있다.

 

(기술 조사)

아래의 조사 테이블에서 첫 번째 열은 RWR이나 RESM 모델 넘버를 말한다.

이 시스템들은 어떤 단일 suite 형태로 통합이 되었더라도 독립적인 품목으로 판매되었던 시스템을 포함하고 있다.

예를 들면 ALR-56C는 F-15C/E 항공기에서 TEWS(Tactical EW Suite)의 한 가지에만 적용되었었다.

반면에 ALR-56M은 다양한 항공기 타입에 다양한 형태로 통합되었다.

 

두 번째 열은 RWR에 적용된 수신기 기술 형태나 기술을 말한다. 

 

세 번째 열은 RWR의 주파수 범위를 말한다.

과거에 대부분의 RWR은 2 GHz에서 18 GHz 범위를 가졌지만 최신의 공중 방어 레이다는 UHF의 낮은 대역에서 동작하며 몇몇 미사일 시커는 Ka 대역에서 동작한다.

그렇기 때문에 많은 RWR은 이제 기본적으로 또는 옵션 사항으로 0.5-40 GHz를 커버한다.

 

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여기 테이블에는 없지만 RWR 성능 중 IBW(Instantaneous Bandwidth)가 있는데 이는 RWR이 재조정 없이 커버할 수 있는 스펙트럼 범위를 말한다.

IBW가 넓은 시스템은 빠른 응답 시간을 갖으며 이는 특히 미사일 교전에서 중요할 수 있는데 넓은 IBW의 수신기는 좁은 IBW의 수신기보다 더 빠르게 주파수 범위 세트를 탐색할 수 있기 때문이다.

그러나 넓은 IBW는 보통 민감도가 낮아지게 되며 이는 RWR의 탐지 거리 제한을 주게 되어 이 둘에는 trade-off 관계가 있다.

 

네 번째와 다섯 번째 열은 수신기 민감도와 동적 범위를 말한다.

동적 범위는 강한 신호가 존재하는 조건에서 작은 전력의 신호를 탐지하는 능력을 말한다.

 

그다음 열은 시스템이 위치 탐지(DF, Direction Finding)를 지원하는지 여부를 말하며 RESM 시스템은 이 DF를 지원하지만 몇몇 RWR은 그렇지 못하다.  

 

MODEL	TYPE	FREQUENCY	SENSITIVITY	DYNAMIC RANGE	SUPPORT DF	FEATURE
Aeronix, inc
FinderPlus	Hybrid	2-18 GHz	-	>100dB	YES	Includes analysis tools for identification of exotic signals
ASELSAN A.S.
RWR	Digital	C-J Band	-	-	-	SPEWS jointly developed with BAE Systems
BAE Systems (Australia)
Mantlet™	Digital	<0.1-18 GHz	<-75 dBm	>95 dB	YES	DF is better than 2 degrees RMS in phase and TDOA configurations. Pulse-on-pulse measurement
BAE Systems (USA)
ALR-56C	-	-	-	-	-	Operation on some F-15C/E
AN/ALR-56M	Superhet	C-J Band	-	-	-	Operation on F-16 and C-130
Elbit Systems - Elisra EW and SIGINT
AES-212/V1-V5	Superhet, DIFM	0.5-40 GHz	<-65 dBm	>60 dB	YES	ECM add-on ready. Geolocation
Spectrolite SPS-65V5	Digital	0.5-18 GHz	-	-	YES	Including EWC and IBU. Offered with embedded Laser Warning and CMDS
Electronica S.p.A
ELT/741 Family	IFM	C-J + K band	High	-	YES	ESM with ELINT and fine DF capability
ELT/160 Family	IFM	E-J + K band	Medium	-	YES	Wide band RWR with unknown threat and recording
ELT/800 Family	DIFM and Supperhet	C-J + K band(option)	High	-	YES	ESM with ELINT and fine DF and localization

MODEL	TYPE	FREQUENCY	SENSITIVITY	DYNAMIC RANGE	SUPPORT DF	FEATURE
Elta Systems
EL/L-8385 ESM/ELINT UAV Payload	Digital	2-18 GHz	-	-	YES	ISTAR
EL/L-8265 RWL	Digital	2-18 GHz	-	-	YES	Threat location on surface
ESROE Ltd.
MICRO ESM V3	Analog/Digital Hybrid	2-18 GHz	-70 dBm	40 dB	YES	Battery powered
Hensoldt Sensors
Kalaetron RWR Family	Digital	S : 2-18GHz M : 2-40 GHz L :  2-40 GHz	-	-	-	Artificial Intelligence:adaptive filtering for high PRF
INDRA
ALR-400 RWR	Digital	0.5-42 GHz	-65 dBm	60 dB	YES	LPI capability
AMES-C ESM/ELINT	DIFM and Superhet	0.5-18 GHz	-90 dBm	60 dB	YES	Detailed intrapulse analysis capability
AMES-800 ESM/ELINT	Digital	0.5-42 GHz	-90 dBm	-	YES	Modular design and flexible architecture
L3Harris Technologies
ALR-95/97/98 Family	Wideband DIFM and Superhet	0.5-18 GHz	-	-	YES	Frequency extension available
ALQ-211(V)4 AODEWS RWR	Digital	C-J band	-	-	YES	For fighter attack self-protection
Disruptor SRx	Digital	A-K band	-	-	-	Modular and scalable design
Leonardo Airborne and Space Systems
Seer RWR Family	Wideband DIFM	C-J, E-J and E-K band	-55 dBm	High	YES	C/D and K band extension
SAGE ESM Family	DIFM puls channelizer	0.5-40 GHz	-60 dBm	High	YES	C/D and K band extension. Single and multi platform geolocation.

MODEL	TYPE	FREQUENCY	SENSITIVITY	DYNAMIC RANGE	SUPPORT DF	FEATURE
Lockheed Martin RMS
AN/ALQ-217	ESM Superhet	-	-	-	YES	Installed on E-2C/D
AN/APR-48B	Digital targeting RWR	-	-	-	YES	Installed on AH-64D/E
AN/APR-52	Digital RWR superhet	-	-	-	YES	Installed on USAF Combat Rescue Helicopter
Northrop Grumman Corp.
AN/APR-39D/V2	Digital	C-M band	-	-	YES	ASE suite controller
Raytheon Company (USA)
ALR-67(V)3	Superhet, channelizer and digital	0.65-18 GHz 18-40 GHz	-	-	YES	Integrated on F/A-18
ALR-69A	Digital channelizer	C-J band	-	-	YES	Separately loadable MDFs
Raytheon Company (Deutschland)
ARDS	Digtal	1-40 GHz	CW:-84 dBm Pulse:-65 dBm	>52 dB	YES	High precision DF(<1 degree), short baseline interferometer
AREXIS	Digital UWB	0.15-40 GHz	-90 dBm	>70 dB	YES	RWR/ESM can be integrated with self-protection including ECM
HES	Digital FFT channelizer, superhet and IFM	0.7-40 GHz	-75 dBm	>85 dB	YES	-
Sierra Nevada Corporation
AE-4500	-	0.5-40 GHz	-	-	YES	Provides single-ship geolocation and supports multi-ship geolocation
Thales DMS
CATS Family	IFM, superhet and digital	E-J band	-80 dBm	80 dB	YES	C/D, D, and K band option

출처 : Journal of Electromagnetic Dominance, July 2022